Neurophysiologie de l'audition
Cortex auditif primaire : fonctions
- Audition
- Neurophysiologie
de l'audition
- Le son et ses propriétés
- Oreille et audition
- Voies auditives
- Cortex auditif
- Intégration comportementale
- Communication sonore
- Communication chez l'homme
Le cortex auditif primaire effectue les premiers traitements des informations auditives qui proviennent des relais sous-corticaux (
voies auditives secondaires)
Chez l'homme, les radiations auditives qui proviennent des noyaux genouillés médians du thalamus se terminent dans le cortex auditif qui dépasse très largement les circonvolutions transverses de Heschl.
Les relations thalamocorticales sont extrêmement complexes : (le système auditif thalamo-cortical : anatomie, propriétés neuronales et plasticité fonctionnelle 1 et 2).
Cartes tonographiques du cortex auditif primaire
(Figure : vetopsy.fr d'après Donkelaar et coll)
1. Les aires auditives primaires (aires de Brodmann : 41) qui correspondent grossièrement au gyrus temporal transverse ou gyrus de Heschl, répondent aux stimulations des deux oreilles et seraient spécialisées dans le traitement des sons élémentaires.
Ce cortex possède une carte topographique de la cochlée, topographie comme on peut la trouver dans les cortex visuels et somesthésiques.
On parle de cochléotopie car les sons ont déjà
été analysés par la cochlée et les différents étages nerveux (généralités sur les voies auditives).
Toutefois, le gradient tonotopique (répartition des fréquences) s'exécute en parallèle dans tout le noyau et la zone de ceinture directement adjacente et non pas, de façon simpliste d'une extrémité à l'autre du cortex auditif.
2. Les études d'IRM fonctionnelle chez l'homme ont partiellement confirmé l'organisation fonctionnelle du système auditif du singe.
Les interprétations varient selon le placement du noyau auditif par les auteurs :
- le long du gyrus de Heschl (" interprétation classique "),
- à travers ce gyrus (" interprétation orthogonale "),
- dans des positions intermédiaires.
(Figure : vetopsy.fr d'après Joly et coll)
Nous n'allons pas rentrer dans le détail car les avis divergent selon les scientifiques : un modèle est développé dans An anatomical and functional topography of human auditory cortical areas (2014), dont nous reprenons la figure.
(Figure : vetopsy.fr d'après Donkelaar et coll)
Fonctions du cortex auditif primaire
Le cortex auditif est extrêmement complexe et il est très difficile de séparer des fonctions précises suivant les aires, elles-mêmes à limites floues, sans oublier, en outre, de grandes variations individuelles.
1. Dans l'audition, ce qui complique énormément le processus, plusieurs sons sont traduits simultanément et de nombreuses distorsions sont possibles, par exemple, suivant le média utilisé.
Quels sont les composantes qui entrent en jeu ? Le cortex auditif primaire nous permettrait :
- de distinguer et de séparer les " objets auditifs ",
- de mémoriser les différentes fréquences sonores (son grave ou aigu),
- de connaître l’intensité du son (fort ou faible), sa durée et son timbre,
- de repérer son emplacement dans l'espace.
Toutefois, A1 code pour des aspects complexes et abstraits des stimuli auditifs sans encoder leurs aspects " bruts " comme le contenu en fréquence, la présence d'un son distinct ou ses échos (Auditory abstraction from spectro-temporal features to coding auditory entities 2012).
2. Chez l'homme, les cortex auditifs gauche et droit présentent une différence dans leur activité électrique de base.
- Le cortex gauche est plus spécialisé dans les sons et le traitement du langage : la surface supérieure du lobe temporal est plus étendue dans l'hémisphère gauche que dans l'hémisphère droit chez la plupart des hommes.
- Le cortex droit est plus spécialisé dans la perception des sons non-verbaux : le cerveau droit est plus sensible à la musique, à la prosodie du langage, la tonalité, la reconnaissance de la voix (Le cerveau musicien: neuropsychologie et psychologie cognitive de la perception musicale).
3. En outre, le gyrus temporal supérieur serait :
- activé quand on dialogue avec soi-même (voix intérieure) ;
- engagé dans la négativité de discordance (en anglais MMN ou mismatch negativity).
La négativité de discordance (en anglais MMN ou mismatch negativity) est une composante de potentiel évoqué (déflection négative), qui survient en réponse à des changements peu fréquents apparaissant dans une série continue de sons et dont on pense qu’elle reflète une mise à jour de la mémoire sensorielle.
- La négativité de discordance apparaît lors des changements de fréquence, d’intensité, de durée, de timbre, de la source du son, de la complexité du son (Étude de la négativité de discordance dans l’amusie congénitale 2013).
- Elle peut aussi être considérée comme un processus d'erreur de prédiction dans le cerveau, comme dans l'autisme où elle est altérée (Neurons along the auditory pathway exhibit a hierarchical organization of prediction error 2017).
- Le potentiel évoqué possède probablement deux générateurs, l'un dans le lobe préfrontal droit et l'autre dans les régions auditives primaires, le gyrus temporal transverse et le gyrus temporal supérieur (Great Expectations: Is there Evidence for Predictive Coding in Auditory Cortex? 2018).
4. Les dommages au cortex auditif chez l'homme entraînent une perte de conscience du son, mais la capacité de réagir par réflexe aux sons demeure (Preservation of Auditory P300-Like Potentials in Cortical Deafness 2012 et Stimulus Rate and Subcortical Auditory Processing of Speech 2010) car le son est déjà traité dans les régions sous-corticales situées dans le tronc cérébral (complexe olivaire supérieur, noyaux du lemnique médial) et le mésencéphale (colliculus inférieur).